Антарктическое циркумполярное течение, переносящее в сто раз больше воды, чем все реки планеты вместе взятые, является ключевым регулятором глобальной климатической системы. Ученые из Института Альфреда Вегенера совместно с международными партнерами представили в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences результаты исследования, объясняющие механизмы формирования этого мощного потока. Работа показала, что одного лишь разделения материков и открытия океанических проходов было недостаточно для запуска течения в его современном виде.
Около 34 миллионов лет назад Земля перешла из теплой эпохи в фазу похолодания, характеризующуюся ростом полярных ледяных щитов. В этот период проливы между Антарктидой, Австралией и Южной Америкой расширялись и становились глубже. Уровень углекислого газа в атмосфере тогда составлял около 600 миллионных долей, что сопоставимо с некоторыми прогнозами потепления к концу текущего столетия. Авторы работы отмечают, что изучение климатических состояний прошлого помогает точнее прогнозировать будущие изменения, хотя условия древности и нельзя проецировать на современность напрямую.
Для реконструкции событий климатологи применили метод детального моделирования, объединив данные о состоянии океана, атмосферы и динамике ледяных щитов. Исследование показало, что решающую роль в формировании течения сыграл Тасманийский проход. Поток не мог замкнуться в полноценное кольцо до тех пор, пока Австралия не удалилась от Антарктиды на достаточное расстояние. Только после этого сильные западные ветры смогли беспрепятственно дуть через образовавшийся коридор, создав необходимые условия для циркуляции.
На ранних этапах своего существования Антарктическое циркумполярное течение существенно отличалось от современного. Оно еще не представляло собой непрерывную петлю вокруг континента. Активное движение воды наблюдалось в атлантическом и индийском секторах, в то время как в тихоокеанском регионе обстановка оставалась относительно спокойной. Такое сложное взаимодействие компонентов земной системы удалось выявить благодаря высокому разрешению используемых моделей и объединению различных климатических факторов.
Понимание процессов реорганизации мирового океана в прошлом позволяет ученым точнее интерпретировать текущие изменения в Южном океане. Формирование кругового течения способствовало интенсивному поглощению углерода океаническими водами, что снизило концентрацию парниковых газов и привело к началу кайнозойской ледниковой эры. Полученные данные дают возможность более надежно оценивать реакцию климатической системы на современные вызовы и изменения в циркуляции водных масс.